【VIP专享】轴流泵设计步骤
轴流泵结构设计
轴流泵结构设计轴流泵是一种常见的离心泵，其结构设计对于泵的性能和效率起着重要作用。
本文将就轴流泵的结构设计进行探讨。
一、轴流泵的结构组成轴流泵主要由泵体、叶轮、泵轴、轴承和密封装置等几个部分组成。
1. 泵体：泵体是轴流泵的外壳，通常由铸铁、钢板等材料制成。
泵体内部有进口口和出口口，用于流体的进出。
2. 叶轮：叶轮是轴流泵的核心部件，其转动将能量传递给流体，使之产生压力。
叶轮通常由铸铁、不锈钢等材料制成，外形呈叶片状。
3. 泵轴：泵轴是连接叶轮和电机的部件，其承受着叶轮的转动力和流体的压力。
泵轴通常由高强度的合金钢制成。
4. 轴承：轴承支撑着泵轴的转动，使其能够平稳运行。
轴承通常采用滚动轴承或滑动轴承，能够承受较大的径向力和轴向力。
5. 密封装置：密封装置用于防止泵体与泵轴之间的泄漏，保证泵的正常运行。
常见的密封装置有填料密封、机械密封等。
二、轴流泵的结构设计考虑因素轴流泵的结构设计需要考虑以下几个因素，以保证泵的性能和效率：1. 叶轮的结构设计：叶轮的结构设计直接影响泵的流量和扬程。
合理的叶轮结构能够提高泵的效率，减小能量损失。
2. 泵体的结构设计：泵体的结构设计需要考虑流体的流动特性和泵的工作条件，以减小流体的阻力和能量损失。
3. 泵轴的结构设计：泵轴的结构设计需要考虑泵的工作条件和叶轮的转动力，以保证泵轴的强度和刚度，避免变形和断裂。
4. 轴承的选型和布置：轴承的选型和布置需要考虑泵轴的转速和载荷，以保证轴承的寿命和运行稳定性。
5. 密封装置的选择和设计：密封装置的选择和设计需要考虑泵体和泵轴之间的泄漏量和泄漏方式，以保证泵的密封性和安全运行。
三、轴流泵的结构设计优化方法为了提高轴流泵的性能和效率，可以采用以下优化方法：1. 优化叶轮结构：通过改变叶轮的叶片形状、叶片数量和叶片角度等参数，以提高叶轮的效率和流量。
2. 优化泵体结构：通过优化泵体的进口口和出口口的形状和尺寸，减小流体的阻力和能量损失。
轴流泵施工方案
潜水轴流泵(1)、概况本工程为满足输水工艺要求设置潜水轴流泵3台。
泵的技术性能见下表：安装按中国市政工程西南设计研究院设计的施工图、设备技术文件及GB50275-1998《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》的要求进行。
(2)、安装程序设备出库验收→设备基础验收→垫板布置与研磨→设备吊装就位→设备找正找平找标高→二次灌浆→设备调试→试运转准备→单体试运转→竣工交验。
(3)、安装要点及要求A、设备开箱验收a、设备的出库验收工作在设备运抵安装现场后进行，设备验收前首先对设备的装箱进行验收，装箱是否完整，有无破损，做出记录。
b、设备开箱后按装箱清单进行核对清点，检查设备的、规格、型号、性能参数、数量等是否与设计相符，检查设备有无缺损、锈蚀、管口保护物和堵盖须完好、设备的备品备件随机工机具等是否与装箱清单相符，根据实际到货情况做出清点移交签字手续，对于暂时不安装的设备或备品等应适时办理有关移交手续，并妥善保管。
B、设备基础验收C、安装垫板垫板布置，按每根地脚螺栓旁配两堆垫板为原则，核对设备底座的宽度后，确定垫板尺寸。
垫板安装按下图的要求进行：c、泵的基础如采用减震措施，减震设备由泵生产厂配套供应，减震设备的安装依据设备技术文件的要求进行。
垫板安装图D、泵的吊装利用起重设备将泵整体吊装就位，吊装之前对设备性能、吊索具进行确认和检查，确保吊装作业万无一失。
E、泵的清洗和检查a、整体出厂的泵在防锈保证期内，其内部零件不宜拆卸，只清洗外表。
当超过防锈保证期或有明显缺陷需拆卸时，其拆卸、清洗和检查符合设备技术文件的规定。
当无规定时，符合下列要求：(a)拆下叶轮部件清洗洁净，叶轮无损伤；(b)冷却水管路清洗洁净，并保持畅通；b、解体出厂的泵的清洗和检查符合下列要求：(a)泵的主要零件、部件和附属设备、中分面和套装零件、部件的端面不得有擦伤和划痕；轴的表面不得有裂纹、压伤及其它缺陷。
清洗洁净后除去水分并将零件、部件和设备表面涂上润滑油和按装配的顺序分类放置；(b)泵壳垂直中分面及弯管分段法兰平面间紧固零件和导叶体主轴承的紧固零件不宜拆卸和清洗。
第十章轴流泵.docx
第十章轴流泵第一节概述轴流泵属于叶片式泵，其基本理论大致与离心泵相同。
图10—1a是轴流泵叶轮，泵的过流部分如图10—1b所示，由吸人管、叶轮、导叶和出水管组成，图10—1c是轴流泵结构图。
叶轮上带有叶片，根据叶片是否可调，轴流泵分为：固定叶片式轴流泵----- 叶片固定不可调；半调节叶片轴流泵一一停机拆下叶轮后可调节叶片角度；全调节叶片轴流泵一一通过一套调解机构，泵在运行中可以自动调节叶片角度。
图10-1轴流泵——叶轮b)轴議夜过流補件口轴漩帝詁杓i-叶轮2-栄叶1-轴4-眼人管-5-弯管轴流泵属于低扬程、大流量泵型。
一般的性能范围为：扬程1〜12 m ；流量0.3〜65m「s,比转数500〜1600。
轴流泵主要用于农田排灌，此外还用在热电站中输送循环水，城市给水，船坞升降水位和作为船舶喷水推进器等用。
近年来，我国自行设计和制造的叶轮直径为 1.1、2.8、3.0、3.1、4.5 m的全调节叶片大型轴流泵先后投入运行。
在江苏、湖北等南方几省的排灌中起了很大的作用。
全国有 1.6 m直径以上大型铀流泵500多台投入运行。
为了给南水北调等工程用大型轴流泵提供先进模型，原一机部曾组织有关单位，进行了模型研究，表10—1是规定的新水力模型性能参数。
第二节液体在叶轮中的运动分析液体在轴流泵叶轮内的运动，是一种复杂的空间运动。
任何一种空间运动都可以认为是三个互相垂直的运动的合成。
研究水流在轴流式叶轮中的运动时，为了方便起见，我们采用圆柱坐标系f(R, u, z)。
其中：z ——和泵的轴线重合；R ――半径方向；u ——圆周方向。
表10— 1 轴流泵模型参数 比转数 模型直径 流量 ^程^效率 汽蚀比转数 n s (mm (m 3/s) (m) (r/min) (% ) C500 3000.35 11.5 1450 80 〜82 900〜1000 700 300 0.35 7.35 1450 80 〜82 900〜1000 1000 300 0.35 4.55 1450 80 〜82 900〜1000 1250300 0.35 3.4 1450 80 〜82 900〜1000 14003000.352.92145080 〜82900〜1000下面我们研究轴流式叶轮中运动速度在三个坐标轴上的分量。
立式轴流泵的结构及安装方法
立式轴流泵的结构及安装方法立式轴流泵是一种以轴流作用为主的离心泵，其结构和安装方法如下：一、立式轴流泵的结构立式轴流泵由泵体、叶轮、轴、轴承、密封件和驱动装置等几个基本部分组成。
1. 泵体：泵体通常采用铸铁或钢材制成，具有较高的刚性和耐腐蚀性。
泵体上设有进出口管路，以便吸水和排水。
2. 叶轮：叶轮是立式轴流泵的核心部件，其主要作用是将液体进行压力能量转换和流体动能转换。
叶轮通常由数个叶片组成，叶片的形状和数量决定了泵的性能。
3. 轴：轴是叶轮与驱动装置之间的连结件，通常由高强度的合金钢制成，具有较好的刚性和耐腐蚀性。
4. 轴承：轴承主要用于支撑轴的转动，并承受叶轮产生的轴向和径向力。
轴承一般采用滚动轴承或滑动轴承。
5. 密封件：立式轴流泵通常采用机械密封或密封环来保证泵体与轴的连接处不泄漏。
6. 驱动装置：驱动装置通常由电机、减速器和联轴器组成，其主要作用是提供泵的运转动力。
二、立式轴流泵的安装方法1. 安装环境准备：在安装立式轴流泵之前，需要确保安装环境干燥、通风良好，并且没有异物和其他障碍物。
2. 安装基础：立式轴流泵的安装基础需要具备足够的承重能力和稳定性，通常采用混凝土基础或钢结构基础。
3. 安装泵体：将泵体放置在安装基础上，并使用水平仪进行水平校准。
使用螺栓将泵体固定在基础上，确保泵体的稳定性。
4. 安装叶轮和轴：将叶轮和轴组装在一起，并确保叶轮与泵体之间、叶轮与轴之间的间隙符合设计要求。
5. 安装轴承和密封件：安装轴承时，需要确保其位置正确，并使用润滑油进行润滑。
安装密封件时，需要确保其密封性能良好。
6. 安装驱动装置：安装驱动装置之前，需要确保其能够提供足够的动力，并使用联轴器将电机与泵轴相连。
7. 安装管路：根据泵的进出口口径和管道的设计要求，安装相应的进出口管路，并确保泵与管道之间的连接牢固。
8. 运行调试：在完成立式轴流泵的安装后，需要进行运行调试，确保泵的运行正常，并进行必要的调整和修正。
轴流泵施工方案
轴流泵施工方案本工程需要安装三台潜水轴流泵，以满足输水工艺的要求。
泵的技术参数如下表所示：设备名称：潜水轴流泵主要技术规格：Q=1280L/S、H=5.40m配套电机：N=110KW安装过程需要按照XXX的施工图、设备技术文件以及GB-1998《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》的要求进行。
安装程序包括设备出库验收、设备基础验收、垫板布置和研磨、设备吊装就位、设备找正找平找标高、二次灌浆、设备调试、试运转准备、单体试运转以及竣工交验。
设备开箱验收需要在设备运抵安装现场后进行。
首先对设备的装箱进行验收，记录装箱是否完整、有无破损。
然后按照装箱清单进行核对清点，检查设备的规格、型号、性能参数、数量等是否与设计相符，同时检查设备有无缺损、锈蚀、管口保护物和堵盖是否完好。
根据实际到货情况做出清点移交签字手续，并对于暂时不安装的设备或备品等应适时办理有关移交手续，并妥善保管。
设备基础验收需要检查设备基础是否符合技术文件的要求。
安装垫板需要按照每根地脚螺栓旁配两堆垫板的原则进行。
核对设备底座的宽度后，确定垫板尺寸。
垫板安装需要按照要求进行。
如果泵的基础采用减震措施，减震设备由泵生产厂配套供应，减震设备的安装需要依据设备技术文件的要求进行。
泵的吊装需要利用起重设备将泵整体吊装就位。
吊装之前需要确认和检查设备性能、吊索具，确保吊装作业万无一失。
泵的清洗和检查需要根据设备技术文件的规定进行。
整体出厂的泵在防锈保证期内，其内部零件不宜拆卸，只清洗外表。
当超过防锈保证期或有明显缺陷需拆卸时，其拆卸、清洗和检查需要符合设备技术文件的规定。
解体出厂的泵的清洗和检查需要符合下列要求：拆下叶轮部件清洗洁净，叶轮无损伤；冷却水管路需要清洗洁净，并保持畅通。
泵就位找正前需要符合下列要求：机械密封、浮动环密封、迷宫密封和其他轴密封件的间隙和接触要求必须符合设备技术文件的规定。
如果没有规定，则必须符合现行国家标准《机械设备安装工程施工及验收通用规范》的规定。
轴流泵技术说明
轴流泵技术说明1、总体设计说明本项目泵站采用4台1800QZB-2.4带行星齿轮潜水轴流泵，叶轮直径1850mm。
单级设计流量12.81m³/s，设计扬程2.4m。
配套630KW-6P，10KV潜水电机，通过行星齿轮箱减速，水泵转速210r/min。
整个潜水轴流泵机组呈一字型布置，整体预制混凝土井筒安装方式，采用簸箕型进水流道、混凝土蜗壳出水流道，出水口设2.4m×2.4m自由式侧翻双开式拍门。
2、性能保证（1）水泵机组在额定转速、设计扬程工况时，其流量满足设计要求；在最高扬程和最低扬程时均能安全稳定运行。
（2）机组的整机使用寿命应不低于30年（其中绝缘使用寿命不小于8年，机械密封使用寿命不小于20000小时，轴承使用寿命不小于50000小时），首次无故障运行时间不小于8000小时。
潜水泵淹没水下不开机，间隔时间可达10个月以上（没有外加条件）。
（3）水泵临界汽蚀余量（NPSH）应不大于GB/T13006《离心泵、混流泵和轴流泵汽蚀余量》标准。
确保在最低装置扬程、最低内河水位运行时，不发生汽蚀。
汽蚀损坏保证期为累计运行8000h，水泵叶轮在汽蚀保证期内总失重量不超过0.5D²kg（D为叶轮直径，以米计）。
单个叶片的空蚀质量或体积不得超过整个转轮的0.4倍。
叶轮及过流部件任何汽蚀面积上允许最大剥落深度不应超过5D0.4mm （D为叶轮直径，以米计，剥落深度为从母材的原始表面量起）。
（4）泵允许反转，在最大反转速度下历时2min，泵组不允许有损坏。
（5）潜水电泵可从出水流道或钢制井筒内方便的吊出或吊入，泵组依靠自身重量紧密而平衡地安装在耦合座上，无需任何紧固件紧固。
（6）应保证在运行范围内的任何工况，泵均能稳定运行，无有害振动和噪音及其它有害水力现象存在。
（7）水泵设计应重视泵组在长时间停机后，能顺利启动的问题，对此有相应措施；确保电压等级为10kV潜水电机的定子绕组对机壳的冷态试验绝缘电阻在200MΩ以上，380V潜水电机冷态试验绝缘电阻在50MΩ以上。
[VIP专享]第一部分 设计说明书(水闸)
![[VIP专享]第一部分 设计说明书(水闸)](https://img.taocdn.com/s3/m/90fa865790c69ec3d5bb759c.png)
第一部分设计说明书1 概述1.1 水闸设计目的蓟运河张头窝扬水站位于蓟运河右堤，张头窝村东南。
该站于1973年7月建成，主要担负林黄路以东、箭杆河以南、蓟运河以西、宁宝界以北的排涝任务,并兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。
该扬水站泄水涵闸运行30多年，已不能正常使用，影响防洪安全，不但影响了农业生产，而且也是蓟运河右堤上的一个隐患。
[1]因此，急需对该扬水站泄水涵闸进行维修加固，在保留灌溉和排涝功能的前提下，确保蓟运河堤防的安全。
1.2 水闸设计内容1.2.1 整体布置(1)根据任务书确定闸址位置(2)确定该闸结构形式及闸室主要部分的结构尺寸(3)确定闸上下游连接方式、结构形式、尺寸1.2.2 水力计算(1)闸孔宽度：根据选择的堰型确定闸孔尺寸(2)水闸过闸流态的判别及计算1.2.3 闸基渗流计算(1)由地址资料等确定防渗措施(2)选择防渗设施的形式和尺寸1.2.4 结构布置(一）闸室布置(1)确定闸底板的结构尺寸(2)确定闸墩的结构尺寸(3)确定闸门形式、根据闸门选择启闭机形式(4)确定工作桥的结构尺寸(5)确定交通桥的结构尺寸（二）闸室上下游连接段的布置(1)确定闸上下游翼墙的结构形式、尺寸(2)确定两岸护坡的结构形式、尺寸1.2.5 闸室稳定计算(1)确定闸室稳定计算的计算情况(2)根据各种计算情况验算闸室的稳定1.2.6 进口和出口翼墙的稳定计算(1)根据计算确定进口翼墙的稳定(2)根据计算确定出口翼墙的稳定1.3 工程概况蓟运河张头窝扬水站共安装900mm直径立式轴流泵12台，设计流量24m³/s，工程排涝标准为3年一遇，兼顾张头窝村部分农田引水灌溉。
泵房上游145m为灌溉进水涵闸，上游245m为张头窝退水闸。
泄水闸底板高程0.7m,排沥最高水位6.20m。
沥水经扬水站水泵提升压力池通过泄水涵闸及排水渠进入蓟运河，关闭泄水涵闸闸门灌溉引水可经扬水站水泵提升至压力池经偏口闸进入张头窝联结渠灌溉农田。
轴流泵解析PPT课件
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§ 2.14 给水排水工程中常用的叶片泵
❖ 2.14.1 IS系列单级单吸式离心泵
现行水泵行业首批采用国际标准联合设计的新系列产品 适合输送清水及物理化学性质相类似的其它液体，主要
用于工业和城市给水、排水，亦可用于农业排灌，互 换性强、高效节能。
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❖2.14.5 不锈钢离心泵
MHI型卧式不锈钢泵
2020年9月28日
MVI型立式不锈钢泵
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2.14.6 JD(J)系列深井泵
深井泵是用来抽升深井地下 水的。
主要由三部分组成：
(1)包括滤网在内的工作部分
(2)包括泵座和传动轴在内的扬 水管部分
2.13 轴流泵、混流泵
2020年9月28日
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§ 2.13 轴流泵及混流泵
❖ 2.13.1 轴流泵的基本构造
(1)吸入管； (2)叶片； (3)叶轮； (4)导叶 (5)轴； (6)机壳； (7)出水弯管
2020年9月28日
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轴流泵
(1)吸入管：一般采用符合流线型喇叭管或做成流道形式。 (2)叶轮：固定式、半调式和全调式
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❖ 2.13.3 轴流泵的性能特点
(1)扬程随流量的减小而剧烈增大，Q—H曲线陡降，并 有转折点。
(2)Q—N曲线为陡降曲线，一般称为“开闸启动” 。
(3)Q—η曲线呈驼峰形。也即高效率工作的范围很小。
(4)在水泵样本中，轴流泵的吸水性能，一般是用气蚀余 量Δhsv来表示的。一般轴流泵的气蚀余量都要求较大。
(3)带电动机的传动装置部分等。
这类泵实际上是一种立式单吸 分段式多级离心水泵。
轴流泵设计说明书
JIANGSU UNIVERSITY本 科 课 程 设 计设计说明书题目： 立式轴流泵学院名称： 能源与动力工程学院专业班级： 流体机械及其自动控制卓越学生姓名： ***学 号： **********设计导师： 高波2013 年11月目录第一部分内容摘要————————————————3 第二部分概述—————————————————4 第三部分设计方案及原理说明———————————7 第四部分水力设计————————————————8 第五部分结构设计————————————————15 第六部分重要部件的校核—————————————20 第七部分参考文献————————————————25 第八部分课程设计小结——————————————26第一部分内容摘要轴流泵流量大，扬程低，比转速高，轴流泵的液流沿轴方向流动，其设计的基本原理与离心泵基本相同。
轴流泵大多是单级立式的，可以分为固定叶片式和可调叶片式两种。
本设计的题目是可调叶片式轴流泵——即叶片可调节倾斜角度。
其内容只有大致工况设定，没有具体工作环境说明的要求，大致要求材料要有一定的耐腐蚀性能。
此外，轴流泵广泛应用于多种场合。
泵既有离心式的，也有轴流式的，既有立式的，也有卧式的，既有单级的，也有多级的，应不同场合而定。
本毕业设计要求为设计立式轴流泵，这就决定了设计方向为：立式、单级、轴流。
泵主要由泵体、传动轴和传动装置等组成。
其传动装置是将原动机的动力传递给泵轴的中间装置。
泵设计最主要的是水力设计——叶片及导叶的水力设计。
叶片的水力设计采用两种方法：圆弧法和升力法。
经分析比较：采用圆弧法设计的轴面投影图叶片更为光滑，难度相对更高；采用升力法设计的轴面投影图，虽然比圆弧法设计的稍微差点，但是，由于当今国内的制造水平对于三维曲面的加工还相对落后，即使是好的设计也是难以加工出来的，对于空间曲面加工效果好的机床是五轴联动机床，国内包括在国内的外企，拥有五轴联动机床的公司屈指可数。
第06章-轴流泵叶轮设计教材
升力法设计
3．翼型的质量 合力与升力之间的夹角为λ，将1／tgλ 称之为翼型的质量。
c y1 1 ＝ tgλ c x1
角度λ越小，则1／tgλ越大，质量越高。
升力法设计
4．哥廷根翼型 这种翼型因早年被哥廷根实验室实 验而得名，翼型的坐标数据均以翼型弦 长l的百分数给出。在设计时可根据需要 对翼型进行减薄或加厚。上述翼型的减 薄或加厚时所采用的相对厚度δ／l 或 ymax／l均不得超过20％。坐标改变后的 翼型特性可按以下公式计算：
轴流式叶轮
叶栅的主要特性有参数有：
栅距
t
2 r
轴流式叶轮
z
翼型弦长L
翼型相对厚度
翼型相对弯度
c L h f L
稠密度：叶弦l与栅距之比l／t叫叶栅稠密度
安放角：栅中翼型的弦与圆周方向的夹角βe 称之为翼型在栅中的安放角
轴流式叶轮
在水轮机设计，特别是转轮设计时， 确定其比转速及其设计参数是一项很重 要的工作。国外流行用统计法确定水轮 机的比转速及其有关参数，它是在统计 已经制造和运行水轮机参数的基础上， 经统计分析绘成比转速、空化系数等和 水轮机设计水头的关系曲线供设计参考。
c y mLcy1
升力法设计
三、升力法设计轴流泵叶轮的基本方程 叶轮所进行的能量传递是通过叶片 和液流的相互作用来实现的，为了满足 能量转换的条件，就必须使叶栅和翼型 的几何参数与液流运动参数之间有确定 的关系。这就是设计轴流泵叶轮的基本 方程。
升力法设计
t
l Px Pu βe λ α β∞ w∞ Py R β∞
升力法设计
在选择翼型及其冲角时，应考 虑下述原则： 要求设计出来的叶轮效率高； 要求设计出来的叶轮抗汽蚀性能 良好。
2024年立式轴流泵的结构及安装方法(三篇)
2024年立式轴流泵的结构及安装方法立式轴流泵属于叶片式泵，这种泵具有大流量、低扬程、高比转数、高效率、占地面积小，性能参数可变性，以及适合低水位条件等特点。
因此，常成为农业排灌、城市给排水、火电厂输送循环水等工程优先选用的泵型。
一、基本结构和作用由吸入水池流过来的水，通过吸入喇叭管，由于叶轮室内叶轮的叶片强迫水旋转，使水进入导叶体，进行能量转换产生扬程，流经泵筒体从排水弯管排出。
泵通过联轴器（刚性的）与中间轴联结。
电机支座下面的轴承承受转子的全部向下的轴向力。
中间轴与电机轴用弹性联轴器联结。
轴流泵的叶轮（轮毂体）上带有叶片，根据叶片是否可调泵的性能参数改变，轴流泵分以下三种：固定式轴流泵叶轮（轮毂体）和叶片为整体结构，叶片不可调；半调节叶片轴流泵叶轮（轮毂体）和叶片为组合结构只能在停机时，拆下叶片调节叶片的安放角（如0、2、4、6、8），其角度的调节是梯级的；全调节叶片轴流泵通过一套调节机构(机械的或液压的)，泵可在运行中用手动、电动、电脑控制等方式，进行叶片安放角的无级调节。
二、进水流道和湿坑、干坑安装轴流泵（特别是大型泵）对进水流道的型式和尺寸要求非常严格，它直接影响泵的性能（如泵效率、汽蚀性能等）、因此必需通过正规的设计（设计院设计）。
湿坑安装，系指泵的全部或部分地浸没在抽送的液体中，泵部分地浸没在吸入水池中；干坑安装，系指泵全部为空气所包围，采用肘形吸入流道引水入泵。
三、泵安装基础和排出弯管排出口位置双层基础安装：泵安装在下基础，电机安装在电机基础（上基础）。
泵轴向力由电机支座的轴承承受，泵运行时基础受载荷情况下基础受力＝泵壳体重＋泵壳中水重－泵轴向水推力电机基础受力＝电机重＋泵转子重＋泵轴向水推力单层基础安装：泵和电机构成一个整体直联式结构，安装在电机基础上，泵轴与电机轴采用刚性联轴器联结，泵运行时基础受载荷情况：电机基础（单层基础）受力＝泵壳体重＋泵转子重＋电机重＋泵壳中水重双层基础排出弯管在两基础之间，单层基础根据需要可设置在基础上方。
螺旋轴流泵的设计开发
螺旋轴流泵的设计开发0 引言现阶段在农业排污和污水处理方面，污泥泵、旋流泵、阿基米德螺旋泵、螺旋离心泵、潜水轴流泵等被广泛应用，但是这些泵在污水输送方面表现一般，在抽送含有长纤维、秸秆和大粒径的混合物时，经常发生缠绕与堵塞，严重时会烧坏电机，造成机械故障，在抽送活性污泥等要求不损伤的物料时，对于物料的破坏较为严重。
螺旋离心泵具备无堵塞、无损性、高性能等特点，但是其流量较小不能满足大流量的需求[1~4]。
因此，开发一种具备大流量、无堵塞、无缠绕、无损性和高性能的泵十分必要。
针对这些要求，本文设计开发了一种螺旋轴流泵，提出了一种关于螺旋轴流泵的水力设计方法，并对其性能进行了预测和试验验证，在此基础上对该泵进行了系列化。
*1螺旋轴流泵的工作原理及其特点本文设计开发的螺旋轴流泵具备大流量、无堵塞、无缠绕、无损性和高性能的特点。
其工作原理是流体从旋转的螺旋叶片中获得动能，通过导叶的扩压作用，将动能转化为压能，同时流体经过导叶的导流沿轴向流出。
其采用的螺旋型叶轮结构形式，使得叶轮在工作时能够产生均匀的液流压力与流速，可以将水流冲击损失降到最低，旋转的叶轮在进口产生的负压对流体形成较好的抽吸作用，同时还具备较好的通过性能[5~8]。
2水力部件设计方法2.1叶轮的水力设计螺旋轴流泵不同于其他泵，其采用螺旋式叶轮。
对于其螺旋式叶轮的设计，还没有合适的水力设计方法。
本文采用的水力设计方法是在综合考虑螺旋离心泵、固液两相流泵、诱导轮及轴流泵等的设计方法的基础上，结合固液两相流泵常用的四种设计方法：经验系数设计法、两相流畸形速度设计法、两相流速度比设计法、两相流流场分析设计法，参考相关文献[9~17]进行综合研究分析，同时借鉴国外海斯特公司生产的螺旋轴流泵，并结合产品自身特点和设计要求，利用CFD数值模拟为螺旋轴流泵的水力设计提供参考，确定螺旋轴流泵轴面流道的各参数如图1。
图1叶轮轴面流道的几何参数Fig.1 Geometric parameters of impeller axial-section具体设计过程以及涉及的设计公式如下：（1）比转数n s4/3s65.3HQnn=（1）（2）叶轮进口直径D1511nQKD=（2）式中：Q—设计工况的流量，m3/s；n—转速，r/min；K1—修正系数，K1=(1~2.5)，对吸入性能要求高的取大值。
课程设计指导书-轴流泵叶轮水力设计
轴流泵叶轮叶片设计1 轴流泵叶轮水力模型设计参数 ............................................................................................ 2 2 叶轮设计流程 ........................................................................................................................ 2 3 叶轮基本参数的选择 ............................................................................................................ 3 3.1 比转速的确定 ................................................................................................................. 3 3.2 叶轮外径D 和轮毂直径d h 的确定 ............................................................................... 3 3.3 叶片数Z 的选择 ............................................................................................................ 4 4 叶片各截面的叶栅计算（流线法） .................................................................................... 4 4.1 流线法设计叶片总体步骤 ............................................................................................. 5 4.2 分计算截面 ..................................................................................................................... 6 4.3 选定叶栅疏密度l/t, 计算弦长 l=t*l/t .......................................................................... 6 4.4叶片厚度y 的确定 .......................................................................................................... 7 4.5 确定进口轴面速度Vm1 ................................................................................................ 8 4.6 确定出口圆周速度Vu2 ................................................................................................. 9 4.7确定各截面叶片进出口角1β和2β ............................................................................... 10 4.8确定叶弦安放角L β，计算型线半径R ....................................................................... 10 4.9 选择翼型 ....................................................................................................................... 11 4.10 实例流程 ..................................................................................................................... 12 5 叶片各截面的叶栅计算（升力法） .................................................................................. 14 5.1 分计算截面 ................................................................................................................... 15 5.2 确定轴面速度Vm 和叶轮环量Γ ................................................................................ 15 5.3 计算m ω和此速度与圆周速度之间的夹角m β ......................................................... 16 5.4 选定叶片平面重叠系数m 或叶栅疏密度l/t ............................................................. 17 5.5 假定λ角 ....................................................................................................................... 18 5.6 求叶栅中翼型的升力系数Cl ...................................................................................... 18 5.7 选择翼型 ....................................................................................................................... 18 5.8 叶栅影响的修正——平板叶栅修正法及确定翼型的安放角β' .............................. 22 5.9 抗空化性能校核 ........................................................................................................... 24 5.10 计算叶轮的水力效率 ................................................................................................. 25 6 叶片的绘型 .......................................................................................................................... 31 6.1 绘翼型图 ....................................................................................................................... 31 6.2 确定叶片旋转轴线位置 ............................................................................................... 33 6.3 做叶片的轴面投影图 ................................................................................................... 33 6.4 在叶片轴面投影图上做垂直于轴线的截面 ............................................................... 34 6.5 做木模截线 ................................................................................................................... 34 6.6 生成三维叶片（如图 23所示） .. (37)液体在轴流泵叶轮内的流动是一种复杂的空间运动。
轴流泵主要零部件加工工艺
主要零部件加工工艺1.4.1、叶轮工艺叶轮是水泵的关键部件，用来转换能量。
它与模型的相似度的程度，直接影响水力性能的好坏。
因此在叶轮的加工制造过程中，严格控制叶片型面的光滑度及相似度是非常重要的。
我们使用先进的叶片加工工艺，保证与模型几何相似度。
主要采用下列工艺（1）叶片固溶处理（不锈钢）（2）叶片表面随形磨、打磨（3）按叶片坐标，坐标投影检测坐标、划中心孔位置线及零度位置线（4）粗加工（5）叶片坐标检测、记录、重新划叶片零度线（6）无损探伤检查（7）精加工（8）叶片坐标检测、记录（9）叶片称重分组和转子体装配（10）加工叶片外球形（11）平衡试验1.4.2、导叶体工艺导叶体整体铸造，导叶片采用树脂砂造型工艺，提高其铸造质量，进行固溶处理，以消除其铸件内应力。
该零件重点要保证导叶体的流道形状的正确性，特别是导叶片的型线要正确，导叶片表面波浪度和粗糙度要控制在图纸所要求的范围内。
因此工艺上为保证其要求，对导叶片的木模采用三坐标自动激光测量仪上进行导叶木模三坐标翼型检测，导叶片表面进行采用随形磨加工，并用角向砂轮进行表面打磨，表面粗糙度保证不大于6.3μm，导叶片加工后再进行导叶片三坐标翼型检测，以确保型面的正确性，确保零件和图纸一致。
由于采用了此工艺，导叶片的型线和表面粗糙度可得到较好的保证。
证。
1.4.3、泵轴工艺流程主轴采用不锈钢30Cr13整体锻造，进行调质处理、以确保其强度性能。
为确保主轴性能和质量，泵轴车加工时，采用粗、精车多次切削加工。
泵轴采用粗车、半精车外圆，精车、轴承挡处用砂带磨头磨削、抛光处理，轴承挡粗糙度达到3.2的要求。
为确保泵轴各挡外圆的同心度要求及跳动要求，精加工时，两端顶牢中心孔的装夹定位方式。
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dh D
2
700
500 0.55～0.60
1
D (4.0 4.6)
根据轮毂比 dh 0.45 及给定的参数，叶轮直径即可求出。则 D
3．确定叶片数 Z
取
即
叶片数通常按 ns 选取
ns
Z
为了更易于调节动平衡，取 Z=4
4．确定叶栅稠密度
500
5～6
Z=4,叶轮外缘的叶栅稠密度推荐为，
减小外缘的
从轮毂到轮缘其厚度按直线规律变化。
（二） 选定截面及计算
1．确定计算截面
700
4～5
1Q
dh D
2
l t
3
n
1000
3～4
0.75 0.85 ，同时，适当
，以减小内外侧翼型的长度差，均衡叶片
l t
0
6.培养学生观察、思考、对比及分析综合的能力。过程与方法1.通过观察蚯蚓教的学实难验点，线培形养动观物察和能环力节和动实物验的能主力要；特2征.通。过教对学观方察法到与的教现学象手分段析观与察讨法论、，实对验线法形、动分物组和讨环论节法动教特学征准的备概多括媒，体继课续件培、养活分蚯析蚓、、归硬纳纸、板综、合平的面思玻维璃能、力镊。子情、感烧态杯度、价水值教观1和.通过学理解的蛔1虫.过观适1、察于程3观阅 六蛔寄.内列察读 、虫生出蚯材 让标容生常3根蚓料 学本教活.见了 据身： 生，师的2的、解 问体巩鸟 总看活形线作 用蛔 题的固类 结雌动态形业 手虫 自形练与 本雄学、三动： 摸对 学状习人 节蛔生结、4物、收 一人 后和同类 课虫活构请一并蚯集 摸体 回颜步关 重的动、学、归蚓鸟 蚯的 答色学系 点形教生生让纳在类 蚓危 问。习从 并状学理列学线平的害 题蚯四线人 归、意特出四生形面生 体以蚓、形类 纳大图点常、五观动玻存 表及的鸟请动文 本小引以见引、察物璃现 ，预身类 3学物明 节有言及的导 、巩蚯的上状 是防体之生和历 课什根蚯环学 怎固蚓主和， 干感是所列环史 学么据蚓节二生 样练引要牛鸟 燥染否以举节揭 到不上适动、回 区习导特皮类 还的分分蚯动晓 的同节于物让答 分。学征纸减 是方节布蚓物起 一，课穴并学课 蚯生。上少 湿法?广的教， 些体所居归在生前 蚓回4运的 润；泛益学鸟色生纳.靠物完问 的答蛔动原 的4，处目类 习和活环.近在成题 前蚯虫的因 ？了以。标就 生体的节身其实并 端蚓寄快及 触解上知同 物表内特动体结验总 和的生利慢我 摸蚯适识人 学有容点物前构并结 后生在用一国 蚯蚓于与类 的什，的端中思线 端活人问样的 蚓飞技有 基么引进主的的考形 ?环体题吗十生行能着 本特出要几变以动境，？大 节活的1密 方征本“特节化下物.并会让为珍 近习形理切 法。课生征有以问的引小学什稀 腹性态解的 。2课物。什游题主.出起结生么鸟 面和结蛔关观题体么戏：要蚯哪利明？类 处适构虫系察：的特的特蚓些用确等 ，于特适。蛔章形殊形征这疾板，资 是穴点于可虫我态结式。种病书生料 光居是寄的们结构，五典？小物， 滑生重生鸟内学构，学、型5结的以 还活要生类部习与.其习巩的如鸟结爱 是的原活生结了功颜消固线何类构鸟 粗形因的存构腔能色化练形预适特护 糙态之结的，肠相是系习动防于点鸟 ？、一构现你动适否统。物蛔飞都为结。和状认物应与的。虫行是主构课生却为和”其结病的与题、本理不蛔扁的他构？特环以生8特乐虫形观部特8三征境小理页点观的动位点、梳相组等这；，哪物教相，引理适为方些2鸟，育同师.导知应单面鸟掌类结了；？生学识的位你握日构解2互.生。办特认线益特了通动观手征识形减点它过，察抄；吗动少是们理生蛔报5？物，与的解.参虫一了它和有寄主蛔与结份解们环些生要虫其构。蚯都节已生特对中。爱蚓会动经活征人培鸟与飞物灭相。类养护人吗的绝适这造兴鸟类？主或应节成趣的为要濒的课情关什特临？就危感系么征灭来害教；？；绝学，育，习使。我比学们它生可们理以更解做高养些等成什的良么两好。类卫动生物习。惯根的据重学要生意回义答；的3.情通况过，了给解出蚯课蚓课与题人。类回的答关：系线，形进动行物生和命环科节学动价环值节观动的物教一育、。根教据学蛔重虫点病1.引蛔出虫蛔适虫于这寄种生典生型活的线结形构动和物生。理二特、点设；置2.问蚯题蚓让��
根据轮毂比与比转速的关系表，取 dh 0.45 D
ns
d
2．叶轮直径 D
1400
1000
0.35～0.40 0.40～0.35 0.48～0.55
叶轮直径一般根据轴面速度来确定，为了得到最优的影片安放角，叶轮进 口前的轴面速度，采用 C.C.鲁德涅夫推荐公式来确定：
vm0 (0.06 0.08) 3 n2Q
出口的扬程。
l t
，增加轮毂侧的
所以，轮毂和轮缘之间各截面的
l
t
1.3 1.4
h
4．确定叶片翼型的厚度：
通常轮毂截面的相对厚度为
D=272mm
1
dh 0.45 272 122mm
l t
l t
l
t
取 l t0 0.73 ，则 l th 0.96
轮缘截面的厚度按工艺条件确定，通常轮缘截面的相对厚度 （2～5）% l
轴流泵设计数据
1、设计参数：
流量 Q＝ 1000( m³/h )
扬程 H＝ 4.5 (m)
转速 n＝ 1450 ( r/min ) 效率 ≧85℅ 汽蚀比转速 C≧1000
2、结构形式： 采用 60°出水弯管
3、 底板至叶轮中心距离：1m
轴流泵水力设计
一、叶轮的水力设计
（一）结构参数的选择
1．确定轮毂比
根据液流的连续性条件，不考虑排挤，则叶轮区域内的轴面速度为
取 vm vm0 ，则
vm
D2
4Q 1
6.培养学生观察、思考、对比及分析综合的能力。过程与方法1.通过观察蚯蚓教的学实难验点，线培形养动观物察和能环力节和动实物验的能主力要；特2征.通。过教对学观方察法到与的教现学象手分段析观与察讨法论、，实对验线法形、动分物组和讨环论节法动教特学征准的备概多括媒，体继课续件培、养活分蚯析蚓、、归硬纳纸、板综、合平的面思玻维璃能、力镊。子情、感烧态杯度、价水值教观1和.通过学理解的蛔1虫.过观适1、察于程3观阅 六蛔寄.内列察读 、虫生出蚯材 让标容生常3根蚓料 学本教活.见了 据身： 生，师的2的、解 问体巩鸟 总看活形线作 用蛔 题的固类 结雌动态形业 手虫 自形练与 本雄学、三动： 摸对 学状习人 节蛔生结、4物、收 一人 后和同类 课虫活构请一并蚯集 摸体 回颜步关 重的动、学、归蚓鸟 蚯的 答色学系 点形教生生让纳在类 蚓危 问。习从 并状学理列学线平的害 题蚯四线人 归、意特出四生形面生 体以蚓、形类 纳大图点常、五观动玻存 表及的鸟请动文 本小引以见引、察物璃现 ，预身类 3学物明 节有言及的导 、巩蚯的上状 是防体之生和历 课什根蚯环学 怎固蚓主和， 干感是所列环史 学么据蚓节二生 样练引要牛鸟 燥染否以举节揭 到不上适动、回 区习导特皮类 还的分分蚯动晓 的同节于物让答 分。学征纸减 是方节布蚓物起 一，课穴并学课 蚯生。上少 湿法?广的教， 些体所居归在生前 蚓回4运的 润；泛益学鸟色生纳.靠物完问 的答蛔动原 的4，处目类 习和活环.近在成题 前蚯虫的因 ？了以。标就 生体的节身其实并 端蚓寄快及 触解上知同 物表内特动体结验总 和的生利慢我 摸蚯适识人 学有容点物前构并结 后生在用一国 蚯蚓于与类 的什，的端中思线 端活人问样的 蚓飞技有 基么引进主的的考形 ?环体题吗十生行能着 本特出要几变以动境，？大 节活的1密 方征本“特节化下物.并会让为珍 近习形理切 法。课生征有以问的引小学什稀 腹性态解的 。2课物。什游题主.出起结生么鸟 面和结蛔关观题体么戏：要蚯哪利明？类 处适构虫系察：的特的特蚓些用确等 ，于特适。蛔章形殊形征这疾板，资 是穴点于可虫我态结式。种病书生料 光居是寄的们结构，五典？小物， 滑生重生鸟内学构，学、型5结的以 还活要生类部习与.其习巩的如鸟结爱 是的原活生结了功颜消固线何类构鸟 粗形因的存构腔能色化练形预适特护 糙态之结的，肠相是系习动防于点鸟 ？、一构现你动适否统。物蛔飞都为结。和状认物应与的。虫行是主构课生却为和”其结病的与题、本理不蛔扁的他构？特环以生8特乐虫形观部特8三征境小理页点观的动位点、梳相组等这；，哪物教相，引理适为方些2鸟，育同师.导知应单面鸟掌类结了；？生学识的位你握日构解2互.生。办特认线益特了通动观手征识形减点它过，察抄；吗动少是们理生蛔报5？物，与的解.参虫一了它和有寄主蛔与结份解们环些生要虫其构。蚯都节已生特对中。爱蚓会动经活征人培鸟与飞物灭相。类养护人吗的绝适这造兴鸟类？主或应节成趣的为要濒的课情关什特临？就危感系么征灭来害教；？；绝学，育，习使。我比学们它生可们理以更解做高养些等成什的良么两好。类卫动生物习。惯根的据重学要生意回义答；的3.情通况过，了给解出蚯课蚓课与题人。类回的答关：系线，形进动行物生和命环科节学动价环值节观动的物教一育、。根教据学蛔重虫点病1.引蛔出虫蛔适虫于这寄种生典生型活的线结形构动和物生。理二特、点设；置2.问蚯题蚓让的学生生活思习考性预和习适。于穴居生活的形态、结构、生理等方面的特征；3.线形动物和环节动物的主要特征。